專(zhuān)利名稱(chēng)：在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種在諸如異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，全球信息網(wǎng)絡(luò)正在快速向以IP為基礎(chǔ)的下一代網(wǎng)絡(luò)(Next Generation Network,NGN)演進(jìn)。下一代網(wǎng)絡(luò)的另一重要特征是多種無(wú)線技術(shù)并存形成異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)。異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)從無(wú)線技術(shù)、覆蓋范圍、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)性能等各個(gè)角度都具有豐富的內(nèi)涵，它們?cè)诘乩矸植忌闲纬闪Ⅲw覆蓋，共同作用為用戶提供無(wú)處不在的內(nèi)容豐富的無(wú)線多媒體業(yè)務(wù)。相對(duì)而言，這些接入網(wǎng)所使用的無(wú)線頻譜資源是稀少的。為了獲得資源的有效利用，需要最大程度地復(fù)用有限的無(wú)線資源。多個(gè)接入網(wǎng)覆蓋相同區(qū)域形成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)為資源復(fù)用提供了可能；同時(shí)，每個(gè)接入網(wǎng)對(duì)頻譜資源的使用狀態(tài)隨著時(shí)間和空間快速變化，使得不同接入網(wǎng)相互間的干擾難以控制，阻礙了資源復(fù)用的效率。

發(fā)明內(nèi)容
在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。但是，應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖用來(lái)確定本發(fā)明的關(guān)鍵性部分或重要部分，也不是意圖用來(lái)限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出關(guān)于本發(fā)明的某些概念，以此作為稍后給出的更詳細(xì)描述的前序。鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述情形，本發(fā)明的目的是提供一種在諸如異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的系統(tǒng)和方法，其能夠有效提高諸如無(wú)線頻譜等資源的使用效率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的系統(tǒng)，其中所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括主系統(tǒng)和次系統(tǒng)，并且其通信覆蓋范圍分為多個(gè)區(qū)域，所述系統(tǒng)包括異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊，用于收集和管理所轄區(qū)域內(nèi)的資源使用狀態(tài)；以及次系統(tǒng)資源管理模塊，用于從所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，并且根據(jù)按各個(gè)區(qū)域與次系統(tǒng)的資源復(fù)用效率而確定的優(yōu)先等級(jí)，利用所獲取的各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，對(duì)所述次系統(tǒng)進(jìn)行資源分配。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的方法，其中所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括主系統(tǒng)和次系統(tǒng)，并且其通信覆蓋范圍分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)每個(gè)次系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟資源使用狀態(tài)獲取步驟，用于獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)；以及資源分配步驟，用于根據(jù)按各個(gè)區(qū)域與所述次系統(tǒng)的資源復(fù)用效率而確定的優(yōu)先等級(jí)，利用所獲取的各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，進(jìn)行資源分配。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了用于實(shí)現(xiàn)上述在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上記錄有用于實(shí)現(xiàn)上述在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的方法的計(jì)算機(jī)程序代碼。根據(jù)本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過(guò)獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，并且根據(jù)按各個(gè)區(qū)域與次系統(tǒng)的資源復(fù)用效率而確定的優(yōu)先等級(jí)來(lái)對(duì)次系統(tǒng)進(jìn)行資源分配，可以極大地提高資源使用效率。


本發(fā)明可以通過(guò)參考下文中結(jié)合附圖所給出的詳細(xì)描述而得到更好的理解，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細(xì)說(shuō)明一起包含在本說(shuō)明書(shū)中并形成說(shuō)明書(shū)的一部分，用來(lái)進(jìn)一步舉例說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和解釋本發(fā)明的原理和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中圖1示出了異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖2示出了主系統(tǒng)與次系統(tǒng)頻譜資源復(fù)用效率的示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊的部署位置的示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的次系統(tǒng)資源管理模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的頻譜選擇的流程圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的功率控制的流程圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由次系統(tǒng)資源管理模塊進(jìn)行資源分配的一個(gè)示例性場(chǎng)景；以及圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的方法的流程圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，附圖中的元件僅僅是為了簡(jiǎn)單和清楚起見(jiàn)而示出的， 而且不一定是按比例繪制的。例如，附圖中某些元件的尺寸可能相對(duì)于其它元件放大了，以便有助于提高對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解。
具體實(shí)施例方式在下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)， 在說(shuō)明書(shū)中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開(kāi)發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)施例的過(guò)程中必須做出很多特定于實(shí)施方式的決定，以便實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會(huì)隨著實(shí)施方式的不同而有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開(kāi)發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的，但對(duì)得益于本公開(kāi)內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這種開(kāi)發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。在此，還需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其它細(xì)節(jié)。下面將以異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明的技術(shù)方案同樣適合于任何具有相似約束條件的多優(yōu)先等級(jí)系統(tǒng)資源管理問(wèn)題和領(lǐng)域。在描述本發(fā)明的技術(shù)方案之前，先介紹一下異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識(shí)。異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的組成豐富多樣從覆蓋范圍上可以分為廣域網(wǎng)(Wide Area Network, WAN),城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network, MAN),局域網(wǎng)(Local Area Network, LAN)，個(gè)域網(wǎng)(Personal AreaNetwork, PAN)；從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上可以分為點(diǎn)到多點(diǎn)(Point-to-Multipoint)的單跳網(wǎng)絡(luò)(Single-hop Network)，多跳網(wǎng)絡(luò)(Multi-hop Network)，網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh Network),自組織網(wǎng)(Ad Hoc)等。覆蓋同一區(qū)域的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)從對(duì)頻譜資源占用的優(yōu)先權(quán)角度可以分為兩類(lèi)(如圖1所示)其一為主系統(tǒng)(Primary System) 擁有對(duì)于其運(yùn)營(yíng)頻段的絕對(duì)優(yōu)先使用權(quán)限，其用戶稱(chēng)為主用戶(Primary User,PU)；其二為次系統(tǒng)Gecondary System)，其信號(hào)范圍覆蓋主系統(tǒng)的部分或全部，從而同時(shí)使用相同無(wú)線資源會(huì)對(duì)主系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，次系統(tǒng)的用戶稱(chēng)為次用戶(kcondary User, SU)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的資源共享法則是次系統(tǒng)只能在不影響主系統(tǒng)的前提下才可以利用主系統(tǒng)頻段中的空閑資源進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明對(duì)于異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍、采用的無(wú)線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及資源使用方式不做任何限制。本發(fā)明針對(duì)的異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)通過(guò)有線或無(wú)線方式進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息交互。下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在諸如異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的系統(tǒng)。在主系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)，由于距離、地形地貌以及功率控制策略的關(guān)系，不同位置的主用戶與次系統(tǒng)同時(shí)使用相同的頻譜資源，相互間的干擾程度是不同的，干擾越小，資源復(fù)用效率越高。如圖2所示，給出了一種可能的主系統(tǒng)的頻譜位置分布與次系統(tǒng)資源復(fù)用的效率圖，各灰度區(qū)域和下面白色次系統(tǒng)區(qū)域復(fù)用相同資源，灰度區(qū)域顏色越深表示資源復(fù)用效率越高。本發(fā)明考慮到異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的這種特性，設(shè)計(jì)了有效的資源管理系統(tǒng)，通過(guò)協(xié)作使得次系統(tǒng)能快速獲取復(fù)用效率高的可用資源列表并且進(jìn)一步?jīng)Q策出可使用的功率以減少相互間干擾，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的資源管理系統(tǒng)300的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，該資源管理系統(tǒng)300主要包括異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310和次系統(tǒng)資源管理模塊320。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310可以用于收集和管理所轄區(qū)域內(nèi)的資源使用狀態(tài)，并負(fù)責(zé)將該信息發(fā)送給所需的次系統(tǒng)中的次系統(tǒng)資源管理模塊320。該模塊在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中位置靈活(參見(jiàn)圖4) 可以駐留在主系統(tǒng)基站內(nèi)(見(jiàn)圖如)。這種情形下，異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310負(fù)責(zé)對(duì)主系統(tǒng)基站信號(hào)覆蓋下的整個(gè)小區(qū)進(jìn)行資源使用狀態(tài)收集和管理。 可以駐留在次系統(tǒng)內(nèi)，可以是次系統(tǒng)接入點(diǎn)或次用戶(見(jiàn)圖4b)。這種情形下， 異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310負(fù)責(zé)對(duì)次系統(tǒng)及周?chē)鷧^(qū)域進(jìn)行資源使用狀態(tài)收集和管理，區(qū)域的范圍可以根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。 可以駐留在專(zhuān)門(mén)的異構(gòu)網(wǎng)資源管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)(見(jiàn)圖如)。該節(jié)點(diǎn)分散在主系統(tǒng)信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，負(fù)責(zé)對(duì)其周?chē)鷧^(qū)域進(jìn)行資源使用狀態(tài)收集和管理，區(qū)域的范圍可以根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310的結(jié)構(gòu)框圖。在此需要說(shuō)明的是，圖5所示的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310的結(jié)構(gòu)僅僅是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對(duì)圖5所示的結(jié)構(gòu)框圖進(jìn)行修改。如圖5所示，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310可以包括資源使用信息收集子模塊510、 資源使用狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)520以及資源使用信息發(fā)送子模塊530。其中，資源使用信息收集子模塊510可以用于收集所轄區(qū)域內(nèi)的資源使用狀態(tài)， 資源使用狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)520可以用于保存由資源使用信息收集子模塊510收集的資源使用狀態(tài)，以及資源使用信息發(fā)送子模塊520可以用于讀取保存在資源使用狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)520中的資源使用狀態(tài)，并將其發(fā)送到次系統(tǒng)資源管理模塊320。下面將對(duì)這些子模塊做進(jìn)一步的說(shuō)明。資源使用信息收集子樽塊510資源使用狀態(tài)收集子模塊510負(fù)責(zé)收集所轄區(qū)域內(nèi)的資源使用狀態(tài)，再發(fā)送給資源使用狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)520。這個(gè)收集行為周期性發(fā)生，保證資源管理系統(tǒng)信息及時(shí)更新。對(duì)于所轄區(qū)域，分兩種情形處理 若異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310駐留在主系統(tǒng)的基站內(nèi)，那么所轄的區(qū)域就是主系統(tǒng)基站覆蓋的整個(gè)小區(qū)范圍。這時(shí)，需要對(duì)所轄區(qū)域進(jìn)行劃分，形成多個(gè)子轄區(qū)。子轄區(qū)一般根據(jù)地理位置進(jìn)行劃分，特別地，可以根據(jù)次系統(tǒng)進(jìn)行劃分，使得每個(gè)區(qū)域包含一個(gè)或多個(gè)相鄰近的次系統(tǒng)。 若異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310駐留在次系統(tǒng)或異構(gòu)網(wǎng)資源管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)，則所轄區(qū)域就是該次系統(tǒng)或異構(gòu)網(wǎng)資源管理節(jié)點(diǎn)周?chē)鷧^(qū)域。資源的收集方式分為兩種 通過(guò)與主系統(tǒng)交互主系統(tǒng)掌握著各主用戶的資源使用情況(包括使用的頻譜以及接收到的信號(hào)功率，噪聲功率)。資源使用狀態(tài)收集子模塊510可以通過(guò)和主系統(tǒng)基站的交互，獲取所需的資源使用狀態(tài)信息。這種收集方式適用于以下各情形異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310駐留在主系統(tǒng)基站內(nèi)；異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310駐留在次系統(tǒng)內(nèi)，并且次系統(tǒng)和主系統(tǒng)可以進(jìn)行信息交互；異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310駐留在異構(gòu)網(wǎng)資源管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)，并且異構(gòu)網(wǎng)資源管理節(jié)點(diǎn)和主系統(tǒng)可以進(jìn)行信息交互。 通過(guò)測(cè)量次系統(tǒng)或異構(gòu)網(wǎng)資源管理節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)測(cè)量獲取其所轄區(qū)域的資源使用情況。此時(shí)次系統(tǒng)的接入點(diǎn)或次用戶或異構(gòu)網(wǎng)資源管理節(jié)點(diǎn)需具備頻譜感知 (Spectrum Sensing)功能，通過(guò)感知檢測(cè)得到所需資源使用信息。這種收集方式不要求次系統(tǒng)或異構(gòu)網(wǎng)資源管理節(jié)點(diǎn)與主系統(tǒng)間存在信息交互。資源使用狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)520資源使用狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)520負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和維護(hù)所轄區(qū)域內(nèi)的資源使用狀態(tài)。資源使用狀態(tài)包括 所轄區(qū)域內(nèi)頻譜資源及其狀態(tài)(工作/空閑)；(其中，處于工作狀態(tài)的頻譜表示正用于滿足主用戶服務(wù)需求的頻譜資源；處于空閑狀態(tài)的頻譜表示資源分配上對(duì)該區(qū)域優(yōu)先分配的頻譜資源，或下一段時(shí)間即將分配給該區(qū)域用戶的頻譜) 主用戶使用的處在工作狀態(tài)的頻譜資源的信號(hào)功率； 主用戶使用的處在工作狀態(tài)的頻譜資源對(duì)應(yīng)的噪聲功率。
資源使用信息發(fā)送子樽塊530資源使用信息發(fā)送子模塊530負(fù)責(zé)決策資源使用狀態(tài)信息發(fā)送對(duì)象以及發(fā)送路徑，然后完成從資源使用狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)520讀取所需信息并發(fā)送的功能。根據(jù)需要，資源使用信息發(fā)送子模塊530可以維護(hù)兩張表次系統(tǒng)路由信息表和次系統(tǒng)優(yōu)先信息表。 次系統(tǒng)路由信息表保存由該異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊到達(dá)各次系統(tǒng)的路由信息。 次系統(tǒng)優(yōu)先信息表保存各次系統(tǒng)對(duì)該異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊存儲(chǔ)的資源的使用優(yōu)先等級(jí)。定義該優(yōu)先等級(jí)的目的是幫助次系統(tǒng)對(duì)整個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源進(jìn)行分類(lèi)，優(yōu)先考慮優(yōu)先等級(jí)高的資源，以快速獲取可用資源。所以，優(yōu)先等級(jí)的定義方法為該資源所在區(qū)域與次系統(tǒng)資源復(fù)用效率越高，次系統(tǒng)對(duì)該資源的使用優(yōu)先等級(jí)越高；相反，資源復(fù)用效率越低，次系統(tǒng)對(duì)該資源的使用優(yōu)先等級(jí)越低。特別地，最高優(yōu)先等級(jí)的資源還包括主系統(tǒng)的頻譜中當(dāng)前處在空閑狀態(tài)的頻段。當(dāng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310駐留在主系統(tǒng)基站內(nèi)時(shí)，資源復(fù)用效率可以由各區(qū)域和次系統(tǒng)的距離來(lái)估算，距離越遠(yuǎn)，資源復(fù)用效率越高；當(dāng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310駐留在分布于各區(qū)域的次系統(tǒng)內(nèi)、或者專(zhuān)門(mén)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)時(shí)，資源復(fù)用效率可以由從異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310到各次系統(tǒng)的路由信息來(lái)估算，路由越遠(yuǎn)，資源復(fù)用效率越高?；氐綀D3，次系統(tǒng)資源管理模塊320可以駐留在各次系統(tǒng)內(nèi)，其可以用于從異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，并且根據(jù)按各個(gè)區(qū)域與次系統(tǒng)的資源復(fù)用效率而確定的優(yōu)先等級(jí)，利用所獲取的各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，對(duì)次系統(tǒng)進(jìn)行資源分配，以滿足次系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的次系統(tǒng)資源管理模塊320的結(jié)構(gòu)框圖。在此需要說(shuō)明的是，圖6所示的次系統(tǒng)資源管理模塊320的結(jié)構(gòu)僅僅是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對(duì)圖6所示的結(jié)構(gòu)框圖進(jìn)行修改。如圖6所示，次系統(tǒng)資源管理模塊320可以包括資源使用信息獲取子模塊610以及次系統(tǒng)資源分配子模塊620。其中，資源使用信息獲取子模塊610可以用于從異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，并且形成可用資源列表，該可用資源列表包含次系統(tǒng)可用的資源序列以及次系統(tǒng)對(duì)這些資源使用的優(yōu)先等級(jí)。次系統(tǒng)資源分配子模塊620可以用于利用該可用資源列表，對(duì)次系統(tǒng)進(jìn)行資源分配。下面將對(duì)這些子模塊做進(jìn)一步的說(shuō)明。資源使用信息獲取子模塊610資源使用信息獲取子模塊610負(fù)責(zé)從異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)。信息獲取有兩種方式 次系統(tǒng)資源管理模塊320發(fā)起信息獲取次系統(tǒng)資源管理模塊320向異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310發(fā)送信息獲取請(qǐng)求，異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310應(yīng)答，若同意則發(fā)送被請(qǐng)求信息；若不同意，則發(fā)送拒絕發(fā)送答復(fù)。 異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310發(fā)起信息發(fā)送異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310向次系統(tǒng)資源管理模塊320發(fā)送信息發(fā)送請(qǐng)求，次系統(tǒng)資源管理模塊320應(yīng)答，若同意則向異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310發(fā)送同意接收答復(fù)，異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310向次系統(tǒng)資源管理模塊320發(fā)送相應(yīng)信息；若不同意，則向異構(gòu)網(wǎng)資源管理模塊310發(fā)送拒絕接收答復(fù)。
資源使用信息獲取子模塊610接收到資源使用狀態(tài)信息以后，形成可用資源列表。該表包含次系統(tǒng)可用的頻譜資源序列以及次系統(tǒng)對(duì)這些頻譜資源使用的優(yōu)先等級(jí)。這里，優(yōu)先等級(jí)信息例如可以根據(jù)可用的頻譜資源所在的區(qū)域，通過(guò)查詢?cè)诒镜鼐S護(hù)的優(yōu)先信息表來(lái)獲得，其中該優(yōu)先信息表與上面描述的次系統(tǒng)優(yōu)先信息表類(lèi)似，存儲(chǔ)了當(dāng)前次系統(tǒng)對(duì)各區(qū)域的資源使用的優(yōu)先等級(jí)，在這種情況下，上面描述的次系統(tǒng)優(yōu)先信息表不是必需的?；蛘撸搩?yōu)先等級(jí)信息例如可以隨同資源使用狀態(tài)信息一起從異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊310獲取。次系統(tǒng)資源分配子樽塊620次系統(tǒng)資源分配子模塊620負(fù)責(zé)利用可用資源列表，對(duì)次系統(tǒng)進(jìn)行資源分配。資源分配主要包括頻譜選擇和/或功率控制，下面分別進(jìn)行描述頻譜詵擇次系統(tǒng)資源分配子模塊620可以從可用資源列表中，按優(yōu)先等級(jí)從高到低的順序依次選取可用頻譜。下面將結(jié)合圖7給出一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)流程。如圖7所示，首先，在步驟S710，從最高優(yōu)先等級(jí)的頻譜中選取可用頻譜。選取的方法包括直接使用；通過(guò)估算，得到與該頻譜所在區(qū)域用戶復(fù)用資源的相互干擾程度，再根據(jù)干擾程度確定是否使用；通過(guò)頻譜感知，確定該頻譜當(dāng)前使用狀態(tài)是否滿足復(fù)用條件。接下來(lái)，在步驟S720，判斷所選擇的可用頻譜是否滿足次系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求，或者再無(wú)可考慮的頻譜資源。如果步驟S720的判斷結(jié)果為“否”，即所選擇的可用頻譜尚不滿足次系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求，并且尚有可考慮的頻譜資源，則在步驟S730，從下一優(yōu)先等級(jí)的頻譜中選取可用頻譜。 選取的方法同步驟S710。然后，流程返回到步驟S720，繼續(xù)進(jìn)行判斷。另一方面，如果步驟S720的判斷結(jié)果為“是”，即所選擇的可用頻譜已經(jīng)能夠滿足次系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求，或者所有的頻譜資源均已被考慮過(guò)了，則頻譜選擇過(guò)程結(jié)束。根據(jù)優(yōu)先等級(jí)的退避式功率控制方法次系統(tǒng)資源分配子模塊620可以根據(jù)優(yōu)先等級(jí)，采用下述退避式功率控制策略對(duì)所選用的頻譜進(jìn)行功率控制根據(jù)優(yōu)先等級(jí)，選取與所選用的頻譜對(duì)應(yīng)的功率等級(jí)，其中優(yōu)先等級(jí)越高，所選取的功率等級(jí)越高；以及在檢測(cè)到次系統(tǒng)對(duì)頻譜的使用受到干擾時(shí)，根據(jù)優(yōu)先等級(jí)降低功率，其中優(yōu)先等級(jí)越低，則功率降低的幅度越大。這樣，當(dāng)兩個(gè)以上次系統(tǒng)競(jìng)用同一頻譜資源時(shí)，對(duì)該頻譜資源具有較高優(yōu)先等級(jí)的次系統(tǒng)可以優(yōu)先使用該頻譜資源。下面結(jié)合圖8給出一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)流程。如圖8所示，首先，在步驟S810，根據(jù)優(yōu)先等級(jí)選取與所選用的頻譜對(duì)應(yīng)的功率等級(jí)。原則是優(yōu)先等級(jí)高，可選用較高功率等級(jí)；優(yōu)先等級(jí)低，選用較低功率等級(jí)。接下來(lái)，在步驟S820，測(cè)量該頻譜的信噪比，并判斷是否在允許使用范圍內(nèi)。若信噪比在允許范圍內(nèi)，即高于某閾值，說(shuō)明可以正常使用該頻率，則功率控制過(guò)程結(jié)束；否則， 說(shuō)明干擾過(guò)大，則轉(zhuǎn)入步驟S830。在步驟S830，判斷是否可以繼續(xù)降低功率。若否，則無(wú)更低的功率等級(jí)，則轉(zhuǎn)入步驟S860 ；否則，轉(zhuǎn)入步驟S840。在步驟S840，根據(jù)優(yōu)先等級(jí)降低功率。原則是優(yōu)先等級(jí)越高，功率等級(jí)降低的幅度越小，甚至不降低；優(yōu)先等級(jí)越低，功率等級(jí)降低的幅度越大。
接下來(lái)，在步驟S850，判斷信噪比是否提高。若否，即沒(méi)有提高，說(shuō)明干擾噪聲主要來(lái)自主用戶，則轉(zhuǎn)入步驟S860;若是，即提高了，說(shuō)明其他次系統(tǒng)帶來(lái)的干擾噪聲，則轉(zhuǎn)入步驟S820。在步驟S860，停止使用該頻譜，并且從頻譜選擇的結(jié)果中選擇其他可用頻譜，然后返回到步驟S810，以重新啟動(dòng)功率控制。為了更好地說(shuō)明由次系統(tǒng)資源分配子模塊620執(zhí)行的資源分配處理，下面結(jié)合圖 9具體描述一個(gè)應(yīng)用本發(fā)明的示例性場(chǎng)景。在圖9的示例性場(chǎng)景中，主系統(tǒng)的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)分布了 1個(gè)或多個(gè)次系統(tǒng)，這些次系統(tǒng)在圖9a中分別標(biāo)為I，II，III，IV。主系統(tǒng)為次系統(tǒng)I及其周?chē)趨^(qū)域內(nèi)主用戶服務(wù)，使用的頻譜資源記做A ；為II及其周?chē)趨^(qū)域內(nèi)主用戶服務(wù)，使用的頻譜資源記做 B ；為III及其周?chē)趨^(qū)域內(nèi)主用戶服務(wù)，使用的頻譜資源記做C ；為IV及其周?chē)趨^(qū)域內(nèi)主用戶服務(wù)，使用的頻譜資源記做D。另外，在圖9的示例性場(chǎng)景中，各次系統(tǒng)的可用資源列表中的優(yōu)先等級(jí)信息由從駐留在各次系統(tǒng)內(nèi)的各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊到次系統(tǒng)的路由信息來(lái)估算，其中該信息的初始優(yōu)先等級(jí)設(shè)定為0，路由每增加一跳優(yōu)先等級(jí)相應(yīng)加 1，優(yōu)先等級(jí)數(shù)值越高對(duì)應(yīng)等級(jí)越高。下面分別示出了次系統(tǒng)IV，III，II，I的示例性可用資源列表，其中的路由欄是為了描述方便而增加的，實(shí)際中可以省略表格1次系統(tǒng)IV的可用資源列表
權(quán)利要求
1.一種在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的系統(tǒng)，其中所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括主系統(tǒng)和次系統(tǒng)，并且其通信覆蓋范圍分為多個(gè)區(qū)域，所述系統(tǒng)包括異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊，用于收集和管理所轄區(qū)域內(nèi)的資源使用狀態(tài)；以及次系統(tǒng)資源管理模塊，用于從所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，并且根據(jù)按各個(gè)區(qū)域與次系統(tǒng)的資源復(fù)用效率而確定的優(yōu)先等級(jí)，利用所獲取的各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，對(duì)所述次系統(tǒng)進(jìn)行資源分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述資源復(fù)用效率根據(jù)各區(qū)域與次系統(tǒng)同時(shí)使用相同資源產(chǎn)生的相互干擾程度決定，干擾程度越低，所述資源復(fù)用效率越高，并且對(duì)應(yīng)的優(yōu)先等級(jí)越高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊駐留在主系統(tǒng)基站內(nèi)、次系統(tǒng)內(nèi)、或者專(zhuān)門(mén)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊駐留在主系統(tǒng)基站內(nèi)時(shí)，所述資源復(fù)用效率由各區(qū)域和次系統(tǒng)的距離來(lái)估算，距離越遠(yuǎn)，資源復(fù)用效率越高； 當(dāng)所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊駐留在分布于各區(qū)域的次系統(tǒng)內(nèi)、或者專(zhuān)門(mén)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)時(shí)，所述資源復(fù)用效率由從所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊到所述次系統(tǒng)的路由信息來(lái)估算，路由越遠(yuǎn)，資源復(fù)用效率越高。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊進(jìn)一步包括資源使用信息收集子模塊，用于收集所轄區(qū)域內(nèi)的資源使用狀態(tài)；資源使用狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，用于保存由所述資源使用信息收集子模塊收集的資源使用狀態(tài)；以及資源使用信息發(fā)送子模塊，用于讀取保存在所述資源使用狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的資源使用狀態(tài)，并將其發(fā)送到次系統(tǒng)資源管理模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述次系統(tǒng)資源管理模塊進(jìn)一步包括資源使用信息獲取子模塊，用于從所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，并且形成可用資源列表，所述可用資源列表包含所述次系統(tǒng)可用資源序列以及所述次系統(tǒng)對(duì)這些資源使用的所述優(yōu)先等級(jí)；以及次系統(tǒng)資源分配子模塊，用于利用所述可用資源列表，對(duì)所述次系統(tǒng)進(jìn)行資源分配。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述次系統(tǒng)資源分配子模塊從所述可用資源列表中，按所述優(yōu)先等級(jí)從高到低的順序依次選取可用資源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述次系統(tǒng)資源分配子模塊根據(jù)所述優(yōu)先等級(jí)， 采用下述退避式功率控制策略對(duì)所選用的資源進(jìn)行功率控制根據(jù)所述優(yōu)先等級(jí)，選取與所選用的資源對(duì)應(yīng)的功率等級(jí)，其中所述優(yōu)先等級(jí)越高，所選取的功率等級(jí)越高；以及在檢測(cè)到所述次系統(tǒng)對(duì)所述資源的使用受到干擾時(shí)，根據(jù)所述優(yōu)先等級(jí)降低功率，其中所述優(yōu)先等級(jí)越低，則功率降低的幅度越大。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，并且所述資源是無(wú)線頻譜資源。
10.一種在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的方法，其中所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括主系統(tǒng)和次系統(tǒng)，并且其通信覆蓋范圍分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)每個(gè)次系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟資源使用狀態(tài)獲取步驟，用于獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)；以及資源分配步驟，用于根據(jù)按各個(gè)區(qū)域與所述次系統(tǒng)的資源復(fù)用效率而確定的優(yōu)先等級(jí)，利用所獲取的各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，進(jìn)行資源分配。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述資源復(fù)用效率根據(jù)各區(qū)域與次系統(tǒng)同時(shí)使用相同資源產(chǎn)生的相互干擾程度決定，干擾程度越低，所述資源復(fù)用效率越高，并且對(duì)應(yīng)的優(yōu)先等級(jí)越高。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中通過(guò)一個(gè)或多個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊來(lái)收集各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，并且在所述資源使用狀態(tài)獲取步驟中通過(guò)與所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊的通信來(lái)獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊駐留在主系統(tǒng)基站內(nèi)、次系統(tǒng)內(nèi)、或者專(zhuān)門(mén)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中當(dāng)所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊駐留在主系統(tǒng)基站內(nèi)時(shí)，所述資源復(fù)用效率由各區(qū)域和所述次系統(tǒng)的距離來(lái)估算，距離越遠(yuǎn)，資源復(fù)用效率越高；當(dāng)所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊駐留在分布于各區(qū)域的次系統(tǒng)內(nèi)、或者專(zhuān)門(mén)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)時(shí)，所述資源復(fù)用效率由從所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊到所述次系統(tǒng)的路由信息來(lái)估算，路由越遠(yuǎn)，資源復(fù)用效率越高。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述資源分配步驟進(jìn)一步包括資源使用信息獲取子步驟，用于獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，并且形成可用資源列表，所述可用資源列表包含所述次系統(tǒng)可用的資源序列以及所述次系統(tǒng)對(duì)這些資源使用的所述優(yōu)先等級(jí)；以及次系統(tǒng)資源分配子步驟，用于利用所述可用資源列表，對(duì)所述次系統(tǒng)進(jìn)行資源分配。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述次系統(tǒng)資源分配子步驟中，從所述可用資源列表中按所述優(yōu)先等級(jí)從高到低的順序依次選取可用資源。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述次系統(tǒng)資源分配子步驟中，根據(jù)所述優(yōu)先等級(jí)，采用下述退避式功率控制策略對(duì)所選用的資源進(jìn)行功率控制根據(jù)所述優(yōu)先等級(jí)， 選取與所選用的資源對(duì)應(yīng)的功率等級(jí)，其中所述優(yōu)先等級(jí)越高，所選取的功率等級(jí)越高；以及在檢測(cè)到所述次系統(tǒng)對(duì)所述資源的使用受到干擾時(shí)，根據(jù)所述優(yōu)先等級(jí)降低功率，其中所述優(yōu)先等級(jí)越低，則功率降低的幅度越大。
18.根據(jù)權(quán)利要求10到17中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，并且所述資源是無(wú)線頻譜資源。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中管理資源的系統(tǒng)和方法，其中所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括主系統(tǒng)和次系統(tǒng)，并且其通信覆蓋范圍分為多個(gè)區(qū)域，所述系統(tǒng)包括異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊，用于收集和管理所轄區(qū)域內(nèi)的資源使用狀態(tài)；以及次系統(tǒng)資源管理模塊，用于從所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理模塊獲取各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，并且根據(jù)按各個(gè)區(qū)域與次系統(tǒng)的資源復(fù)用效率而確定的優(yōu)先等級(jí)，利用所獲取的各個(gè)區(qū)域的資源使用狀態(tài)，對(duì)所述次系統(tǒng)進(jìn)行資源分配。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，可以極大地提高資源使用效率。
文檔編號(hào)H04W16/02GK102238549SQ201010162518
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
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